关键尺寸测量校正方法、系统及计算机可读存储介质技术方案

本发明专利技术实施例提供一种关键尺寸测量校正方法、系统及计算机可读存储介质，关键尺寸测量校正方法包括：采集形貌结构在瞳面的多幅角谱标定图像，根据多幅角谱标定图像标定校正系数；采集形貌结构在瞳面当前的角谱测量图像，根据当前的角谱测量图像以及校正系数计算得到当前的角谱测量图像中测量光斑的校正因子；采用校正因子校正角谱测量图像中的测量光斑，并输出校正后的测量光斑信号。本发明专利技术实施例提供一种关键尺寸测量校正方法、系统及计算机可读存储介质，利用离线标定的校正系数实时校正在线测量结果，可校正除光源强度波动外，透过率变化、探测器响应非均匀性、环境温漂及垂向水平向位置漂移等因素产生的CD测量漂移，提高了CD测量的复现性。了CD测量的复现性。了CD测量的复现性。

【技术实现步骤摘要】
关键尺寸测量校正方法、系统及计算机可读存储介质


[0001]本专利技术涉及光刻机技术，尤其涉及关键尺寸测量校正方法、系统及计算机可读存储介质。

技术介绍

[0002]散射测量技术提供了一种非接触式、无损伤、快速、高精度、低成本的半导体形貌参数测量手段，并逐渐成为先进工艺控制(APC)的重要环节，有力地支撑了32nm及以下的技术节点的进一步发展。散射测量技术的测量对象为具有一定周期性的半导体图形结构，主要为光刻胶密集线或孔阵列等。散射测量技术获取的形貌结构参量主要包括Height(高度)、CD(Critical Dimension关键尺寸)、SWA(Side
‑
Wall Angle侧壁角)、OV(套刻)等。
[0003]通过将测得的样品角谱图像与模型算法计算所得的角谱图像进行算法匹配以确定所测图形形貌结构参量。基于散射测量装置的CD测量结果对角谱信号强度具有很高的敏感性，测量信号的强度波动会引起CD波动，影响装置的CD测量复现性。
[0004]图1为现有设计中一种散射测量装置的结构示意图，如图1所示，该装置的特征是在照明光束达到样品6面前分出一部分光，使之被用于测量样品6角分辨谱的同一探测器4采集到，这样可以使用这束监测光的光强对光源1整体的光源波动进行归一化。采用该归一化方法虽然可以减小光源1波动引起的测量误差，但由于测量光路与监测光路存在差异，该方法无法校正透过率变化、探测器响应非均匀性、环境温漂及垂向水平向位置漂移等因素对测量光斑信号强度的影响。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供一种关键尺寸测量校正方法、系统及计算机可读存储介质，利用离线标定的校正系数实时校正在线测量结果，可校正除光源强度波动外，透过率变化、探测器响应非均匀性、环境温漂及垂向水平向位置漂移等因素产生的CD测量漂移，提高了CD测量的复现性。
[0006]第一方面，本专利技术实施例提供一种关键尺寸测量校正方法，包括：
[0007]采集所述形貌结构在瞳面的多幅角谱标定图像，根据所述多幅角谱标定图像标定校正系数；
[0008]采集所述形貌结构在瞳面当前的角谱测量图像，根据当前的角谱测量图像以及所述校正系数计算得到当前的角谱测量图像中测量光斑的校正因子；
[0009]采用所述校正因子校正所述角谱测量图像中的测量光斑，并输出校正后的测量光斑信号；
[0010]其中，所述关键尺寸为所述形貌结构的一个参数。
[0011]可选地，采集所述形貌结构在瞳面的多幅角谱标定图像，根据所述多幅角谱标定图像标定校正系数，包括：
[0012]采集所述形貌结构在瞳面的多幅角谱标定图像；
[0013]获取所述多幅角谱标定图像中测量光斑的光强度以及监测光斑的光强度；
[0014]根据所述多幅角谱标定图像中测量光斑的光强度以及监测光斑的光强度标定校正系数。
[0015]可选地，根据所述多幅角谱标定图像中测量光斑的光强度以及监测光斑的光强度标定校正系数，包括：
[0016]将所述多幅角谱标定图像中测量光斑的光强度以及监测光斑的光强度进行线性拟合；
[0017]将线性拟合后多幅角谱标定图像中测量光斑的光强度相对于监测光斑光强度的变化斜率作为校正系数K；
[0018]将所述多幅角谱标定图像中监测光斑的光强度的平均值作为校正系数M_Ref。
[0019]可选地，采集所述形貌结构在瞳面当前的角谱测量图像，根据当前的角谱测量图像以及所述校正系数计算得到当前的角谱测量图像中测量光斑的校正因子，包括：
[0020]采集所述形貌结构在瞳面当前的角谱测量图像；
[0021]获取测量光斑截取模板，并采用所述测量光斑截取模板截取当前的角谱测量图像中测量光斑得到截取测量光斑，计算所述截取测量光斑的平均光强度S_Ave；
[0022]获取监测光斑截取模板，并采用所述监测光斑截取模板截取当前的角谱测量图像中监测光斑得到截取监测光斑，计算所述截取监测光斑的平均光强度M_Ave；
[0023]根据校正系数K、校正系数M_Ref、截取测量光斑的平均光强度S_Ave和截取监测光斑的平均光强度M_Ave计算得到所述校正因子。
[0024]可选地，根据校正系数K、校正系数M_Ref、截取测量光斑的平均光强度S_Ave和截取监测光斑的平均光强度M_Ave计算得到所述校正因子，包括：
[0025]根据第一公式计算获取所述校正因子Calib_Factor，其中，所述第一公式满足：
[0026]Calib_Factor＝[S_Ave
‑
K
×
(M_Ave
‑
M_Ref)]/S_Ave。
[0027]可选地，采用所述校正因子校正所述角谱测量图像中的测量光斑，并输出校正后的测量光斑信号，包括：
[0028]将所述校正因子点乘所述角谱测量图像中的测量光斑的光强度得到校正后的测量光斑信号，并输出校正后的测量光斑信号。
[0029]可选地，在采集所述形貌结构在瞳面的多幅角谱标定图像，根据所述多幅角谱标定图像标定校正系数之前，还包括：
[0030]将工件台基准版上用于校正系数标定的标记移动至物镜视场内；
[0031]将所述标记移动至所述物镜焦面位置；
[0032]设定测量光束的波长、测量光束的偏振态、照明模式以及曝光时间。
[0033]可选地，在采用所述校正因子校正所述角谱测量图像中的测量光斑，并输出校正后的测量光斑信号之后，还包括：
[0034]根据校正后的测量光斑信号测量所述关键尺寸的测量复现性；
[0035]在所述关键尺寸的测量复现性超出预设值时，重新采集所述形貌结构在瞳面的多幅角谱标定图像，根据所述多幅角谱标定图像重新标定校正系数。
[0036]第二方面，本专利技术实施例提供一种关键尺寸测量校正系统，包括光源、分光棱镜、倾斜反射镜、物镜和探测器；
[0037]其中，所述光源提供光束，所述光束被所述分光棱镜分出的测量光束投射至所述样品，被所述样品散射以及反射的测量光束再次经过所述物镜以及所述分光棱镜后投射至所述探测器的第一区域；所述光束被所述分光棱镜分出的监测光束投射至所述倾斜反射镜，被所述倾斜反射镜反射后的监测光束再次经过所述分光棱镜后投射至同一所述探测器上的第二区域，所述第一区域与所述第二区域不交叠；所述样品包括所述形貌结构，所述关键尺寸为所述形貌结构的一个参数；
[0038]还包括控制器，所述控制器用于采集所述形貌结构在瞳面的多幅角谱标定图像，根据所述多幅角谱标定图像标定校正系数，采集所述形貌结构在瞳面当前的角谱测量图像，根据当前的角谱测量图像以及所述校正系数计算得到当前的角谱测量图像中测量光斑的校正因子，采用所述校正因子校正所述角谱测量图像中的测量光斑，并输出校正后的测量光斑信号。
[0039]第三方面，本专利技术实施例提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如第一方本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种关键尺寸测量校正方法，其特征在于，包括：采集形貌结构在瞳面的多幅角谱标定图像，根据所述多幅角谱标定图像标定校正系数；采集所述形貌结构在瞳面当前的角谱测量图像，根据当前的角谱测量图像以及所述校正系数计算得到当前的角谱测量图像中测量光斑的校正因子；采用所述校正因子校正所述角谱测量图像中的测量光斑，并输出校正后的测量光斑信号；其中，所述关键尺寸为所述形貌结构的一个参数。2.根据权利要求1所述的关键尺寸测量校正方法，其特征在于，采集所述形貌结构在瞳面的多幅角谱标定图像，根据所述多幅角谱标定图像标定校正系数，包括：采集所述形貌结构在瞳面的多幅角谱标定图像；获取所述多幅角谱标定图像中测量光斑的光强度以及监测光斑的光强度；根据所述多幅角谱标定图像中测量光斑的光强度以及监测光斑的光强度标定校正系数。3.根据权利要求2所述的关键尺寸测量校正方法，其特征在于，根据所述多幅角谱标定图像中测量光斑的光强度以及监测光斑的光强度标定校正系数，包括：将所述多幅角谱标定图像中测量光斑的光强度以及监测光斑的光强度进行线性拟合；将线性拟合后多幅角谱标定图像中测量光斑的光强度相对于监测光斑光强度的变化斜率作为校正系数K；将所述多幅角谱标定图像中监测光斑的光强度的平均值作为校正系数M_Ref。4.根据权利要求3所述的关键尺寸测量校正方法，其特征在于，采集所述形貌结构在瞳面当前的角谱测量图像，根据当前的角谱测量图像以及所述校正系数计算得到当前的角谱测量图像中测量光斑的校正因子，包括：采集所述形貌结构在瞳面当前的角谱测量图像；获取测量光斑截取模板，并采用所述测量光斑截取模板截取当前的角谱测量图像中测量光斑得到截取测量光斑，计算所述截取测量光斑的平均光强度S_Ave；获取监测光斑截取模板，并采用所述监测光斑截取模板截取当前的角谱测量图像中监测光斑得到截取监测光斑，计算所述截取监测光斑的平均光强度M_Ave；根据校正系数K、校正系数M_Ref、截取测量光斑的平均光强度S_Ave和截取监测光斑的平均光强度M_Ave计算得到所述校正因子。5.根据权利要求4所述的关键尺寸测量校正方法，其特征在于，根据校正系数K、校正系数M_Ref、截取测量光斑的平均光强度S_Ave和截取监测光斑的平均光强度M_Ave计算得到所述校正因子，包括：根据第一公式计算获取所述校正因子Calib_Factor，其中，所述第一公式满足：Calib_Factor＝[...

【专利技术属性】
技术研发人员：周子维，
申请(专利权)人：上海微电子装备集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：